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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO PARÁ CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA DISCIPLINA DE SISTEMAS DE INFORMAÇÕES AMBIENTAIS (SIA) PROF.ª CAMILA NASCIMENTO ALVES EXERCICIO 1 – SATÉLITES ARTIFICIAIS DISCENTE: DENNIF MENEZES LOPES ALTAMIRA – PA, 2021 DENNIF MENEZES LOPES SATÉLITES ARTIFICIAIS Trabalho apresentado ao curso de Engenharia Ambiental e Sanitária da Universidade do Estado do Pará, como requisito parcial à obtenção de nota na disciplina de Sistemas de informações ambientais. ALTAMIRA – PA, 2021 No livro Os satélites e suas aplicações (2008) a autora denomina satélite como qualquer objeto que gira em torno de outro objeto. Sendo ele, classificado em dois tipos: os naturais e os artificiais. Um exemplo de satélite natural seria a lua, já os satélites artificiais são equipamentos construídos pelo homem que, após serem lançados no espaço, permanecem em órbita ao redor da Terra. Esses equipamentos tornaram-se fundamentais para uso de tecnologias na Terra, comunicação e estudos sobre o planeta. Os satélites artificias possuem diversas finalidades desde a telecomunicação à espionagem, são usados em diferentes áreas como na: astronomia, astrofísica, geofísica espacial, planetologia, meteorologia, sensoriamento remoto, entre outras. As primeiras ideias sobre satélites surgiram no século XVII, idealizadas por Isaac Newton que através da teoria gravitacional observou que havia a possibilidade do lançamento de objetos que pudessem permanecer na orbita ao redor da terra. Na década de 1950, a união soviética lançou o primeiro satélite artificial (O SPUTNIK-1). Já o primeiro satélite brasileiro foi lançamento apenas em 1993, ele foi projetado pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais tendo como objetivo fornece dados meteorológicos. Atualmente, existem cerca de 3000 satélites artificias que estão em funcionamento em todo o planeta Terra, desempenhando importantes funções. Eles são desenvolvidos através de sistemas tecnológicos de ponta e utilizados para diversos fins, os quais colaboram com o avanço científico de diversas áreas do conhecimento e consequentemente para o desenvolvimento da sociedade. No presente trabalho irei apresentar as principais características e aplicações de quatro importantes satélites artificias. 1. Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres (CBERS) A busca por meios mais eficazes e econômicos de observar a Terra motivou o homem a desenvolver os satélites de sensoriamento remoto. Mas os altos custos dessa tecnologia tornam os países em desenvolvimento dependentes das imagens fornecidas por equipamentos de outras nações. Na tentativa de reverter esse contexto, os governos do Brasil e da China assinaram em 06 de julho de 1988 um acordo de parceria envolvendo o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e a Academia Chinesa de Tecnologia Espacial (CAST) para o desenvolvimento de um programa de construção de dois satélites avançados de sensoriamento remoto, denominado Programa CBERS (China-Brazil Earth Resources Satellite / Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres). O Programa CBERS nasceu de uma parceria inédita entre Brasil e China no setor técnico-científico espacial. Com isto, o Brasil ingressou no seleto grupo de Países detentores da tecnologia de geração de dados primários de sensoriamento remoto. A família de satélites de sensoriamento remoto CBERS trouxe significativos avanços científicos ao Brasil. No país, praticamente todas as instituições ligadas ao meio ambiente e recursos naturais são usuárias das imagens do CBERS. Suas imagens são usadas em importantes campos, como o controle do desmatamento e queimadas na Amazônia Legal, o monitoramento de recursos hídricos, áreas agrícolas, crescimento urbano, ocupação do solo, em educação e em inúmeras outras aplicações (INPE, 2018). 1.1. Principais aplicações Vegetação: identificação de áreas de florestas, alterações florestais em parques, reservas, florestas nativas ou implantadas, quantificações de áreas, sinais de queimadas recentes; Agricultura: identificação de campos agrícolas, quantificação de áreas, monitoramento do desenvolvimento e da expansão agrícola, quantificação de pivôs centrais, auxílio em previsão de safras, fiscalizações diversas; Meio ambiente: identificação de anomalias antrópicas ao longo de cursos d’água, reservatórios, florestas, cercanias urbanas, estradas; análise de eventos episódicos naturais compatíveis com a resolução da Câmera, mapeamento de uso do solo, expansões urbanas; Água: identificação de limites continente-água, estudos e gerenciamento costeiros, monitoramento de reservatórios; Cartografia: dada a sua característica de permitir visadas laterais de até 32º a leste e a oeste, em pequenos passos, possibilita a obtenção de pares estereoscópicos e a consequente análise cartográfica. Essa característica também permite a obtenção de imagens de certa área no terreno em intervalos mais curtos, o que é útil para efeitos de monitoramento de fenômenos dinâmicos; Geologia e solos: apoio a levantamentos de solos e geológicos; Educação: geração de material de apoio a atividades educacionais em geografia, meio ambiente, e outras disciplinas; Análise de fenômenos que apresentem alterações de temperatura da superfície; Geração de mosaicos estaduais; Geração de cartas-imagens; Geração de mosaicos nacionais ou estaduais; Geração de índices de vegetação para fins de monitoramento; Monitoramento de fenômenos dinâmicos, como safras agrícolas, queimadas persistentes; Sistema de alerta, em que a imagem WFI serve como indicativo para a aquisição de imagens de mais alta resolução da CCD ou do IRMSS; Acoplamento a outros sistemas mundiais de coleta de dados de baixa a média resolução; Geração de mosaicos nacionais ou estaduais detalhados; Atualização de cartas temáticas e outros tipos de cartas; Imageamento de áreas de desastres e emergenciais; Aplicações urbanas e de inteligência; 1.2. Exemplo de aplicação da imagem do satélite CBERS Imagem adquirida em 26/09/2007 pelo satélite CBERS-2B, câmera WFI, em região da floresta amazônica localizada no Estado de Rondônia. Observa-se em tons avermelhados a área de expansão de atividades e ocupações humanas. Fonte: CBERS/INPE, 2007. 2. Satélite Sentinel A série de satélites Sentinel começou a ser lançada em 2014, e se desenvolveu a partir de um projeto da Agência Espacial Europeia (ESA). A série tem o objetivo de dar continuidade à algumas missões antigas gerenciadas pela ESA, como ERS, ENVISAT e SPOT ao monitorar os recursos naturais terrestres, o uso e ocupação das terras, os ambientes marinhos, clima e desastres naturais. Essa missão foi denominada Global Monitoring for Environment and Securiry (GMES) e em 2012 passou a se chamar Sentinel. A missão é composta por pares de satélites especializados, adequados a temas de interesse distintos. Os satélites SENTINEL-1 são aplicados ao monitoramento terrestre e oceânico e levam a bordo sensores de radar. O par de satélites SENTINEL-2 foi direcionado ao monitoramento da vegetação, solos e áreas costeiras e é dotado com sensor óptico de alta resolução espacial. Já a terceira série é adequada ao monitoramento marinho e carrega sensores ópticos, radares adequados a esse fim. As séries 4 e 5 são aplicadas ao monitoramento da qualidade do ar. Atualmente, a missão Sentinel possui 7 satélites em órbita. A ESA planeja ainda o lançamento de mais três satélites para os próximos cinco anos (EMBRAPA, 2018). 2.1. Principais aplicações Mapeamentos temáticos diversos, na área de recursos naturais, agricultura, silvicultura, pedologia, queimadas, proteção e conservação da natureza,monitoramento ambiental, poluição; Hidrologia, mapeamento e monitoramento de embarcações nas áreas costeiras e oceânicas da Europa, identificação de neve e gelo na superfície; Mapas de uso e cobertura das terras, atualização de mapas e dados cartográficos, mapas de aptidão agrícola das terras, identificação de áreas irrigadas, mudanças climáticas, monitoramento de desastres naturais; 2.2. Exemplo de aplicação da imagem do satélite Sentinel Mosaico de imagens do satélite Sentinel-1A e 1B, do canal da Mancha. Destaque para a movimentação de embarcações entre as massas de terra. Imagens obtidas entre 2016 e 2018. Fonte: ESA, 2018. 3. Satélite Planet A constelação de satélites Planet é composta por mais de 100 satélites, que são capazes de cobrir toda a superfície terrestre todos os dias (o que equivale a uma capacidade de coleta diária de 340 milhões de km² / dia) com resolução espacial de 3 metros. As imagens são entregues processadas (ortorretificadas, realçadas, mosaicadas e equalizadas) para o usuário final. Isto permite que as imagens de satélite estejam disponíveis diariamente conforme a área de interesse em uma Plataforma WEB de fácil acesso (PLANET LABS, 2019). A Planet constitui-se na maior constelação de satélites de sensoriamento remoto do mundo. O objetivo da missão é de imagear diariamente qualquer ponto do planeta Terra. Com esta política o usuário tem a facilidade de obter imagens de satélite atualizadas. 3.1. Principais aplicações Análises da expansão urbana; Mapeamentos de recursos naturais e ambientais; Monitoramento de queimadas; Verificação de invasões de propriedades rurais; Monitoramentos constantes de áreas; Quantificação de desmatamentos; Acompanhamento de desastres naturais; Apurar danos e impactos ambientais; Análises multitemporais em geral; 3.2. Exemplo de aplicação da imagem do satélite Planet https://tecterra.com.br/monitoramento-por-imagens-de-satelite/ Imagem de um incêndio ocorrido do dia 11 a 19 de outubro de 2017, provocado em área rural após soltura de fogos em homenagem a Nossa Sra. de Aparecida. O fogo começou num pasto, com capim seco, em função da temporada de estiagem, e se alastrou rapidamente no dia 13 nas propriedades vizinhas atingindo áreas florestais. Fonte: Planet Labs, 2017. 4. Satelite Landsat A série Landsat teve início na segunda metade da década de 60, a partir de um projeto desenvolvido pela Agência Espacial Americana é dedicado exclusivamente à observação dos recursos naturais terrestres. Essa missão foi denominada Earth Resources Technology Satellite (ERTS) e em 1975 passou a se chamar Landsat. A missão, em sua maioria, foi gerenciada pela National Aeronautics and Space Administration (NASA) e pela U.S. Geological Survey (USGS) e envolveu o lançamento de oito satélites. O primeiro satélite, e também o primeiro desenvolvido para atuar diretamente em pesquisas de recursos naturais, foi lançado em 1972 e denominado ERTS-1 ou Landsat-1. Em 1975 e 1978 foram lançados mais dois satélites o Landsat-2 e Landsat-3 considerados experimentais. Em 1982 o Landsat-4 foi lançado, com o objetivo de dar suporte às pesquisas nas mais diversas áreas temáticas, especializado em recursos naturais. Dois anos mais tarde entraria em órbita o Landsat-5, com os mesmos instrumentos sensores do L4. Contudo, o sensor Multispectral Scanner System (MSS) do satélite L5 deixou de enviar dados em 1995, apenas o sensor Thematic Mapper (TM) manteve-se ativo até novembro de 2011, atingindo a marca de 28 anos em operação. Posteriormente, o sensor MSS foi religado a bordo do satélite L5, coletando imagens apenas dos Estados Unidos, oferecendo continuidade aos trabalhos e produtos do Landsat. Em 1993, foi lançado o L6 que não conseguiu atingir a órbita terrestre, devido à ocorrência de falhas no lançamento. O Landsat 6 foi projetado com o sensor Enhanced Thematic Mapper (ETM), com configurações semelhantes ao seu antecessor, inovando na inclusão da banda 8 pancromática com 15 metros de resolução espacial. O L7 foi lançado em 1999 com o sensor ETM+ que foi capaz de ampliar as possibilidades de uso dos produtos Landsat, oferecendo a versatilidade e eficiência obtidas nas versões anteriores. O L7 enviou dados completos para a Terra até 2003, quando apresentou avarias de hardware e começou a operar com o espelho corretor de linha (SLC) desligado. Desde então, as imagens continuam adquiridas e enviadas para a Terra, mas para torná-las aptas à utilização necessitam de correções prévias e análise de acurácia no posicionamento e calibração dos pixels. A continuidade de série ocorreu com o lançamento em 11/02/2013, do satélite Landsat-8 que opera com os instrumentos Operational Land Imager (OLI) e Thermal Infrared Sensor (TIRS). O sensor OLI dará continuidade aos produtos gerados a partir dos sensores TM e ETM+, a bordo das plataformas anteriores, além de incluir duas novas bandas espectrais, uma projetada para estudos de áreas costeiras e outra para detecção de nuvens do tipo cirros. Essa continuação da série é importante para a utilização e aperfeiçoamento dos algoritmos desenvolvidos ao longo dos últimos 30 anos de pesquisas na área de sensoriamento remoto (EMBRAPA, 2018). 4.1. Principais aplicações Mapeamentos temáticos diversos, na área de recursos naturais, agricultura, silvicultura, pedologia, queimadas, proteção e conservação da natureza, monitoramento ambiental, poluição; Hidrologia, mapeamentos de áreas alagadas, eutrofização; Prospecção geológica, atualização de mapas e cartas, classificação de tipos de rochas, recursos minerais, mapas geomorfológicos; Mapas de uso e cobertura das terras, atualização de mapas e dados cartográficos, mapas de aptidão agrícola das terras, identificação de áreas irrigadas, mudanças climáticas; Planejamento urbano e regional, infraestrutura, indicadores sociais, entre outros; 4.2. Exemplo de aplicação da imagem do satélite LANDSAT Mosaico de imagens do satélite Landsat-5, do Rio Negro e do Rio Solimões, no Estado do Amazonas, obtidas em 1997. Fonte: CNPM/EMBRAPA, 2008. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS EMBRAPA TERRITORIAL. Satélites de Monitoramento. Campinas, 2018. Disponível em: < https://www.embrapa.br/satelites-de-monitoramento >. Acesso em: 14 de maio de 2021. FLORENZANO, Teresa Gallotti. Os Satélites e Suas Aplicações. São José dos Campos: SindCT, 2008. Disponível em: < https://www.agrolink.com.br/downloads/os%20sat%C3%A9lites%20e%20suas %20aplica%C3%A7%C3%B5es.pdf >. Acesso em: 14 de maio de 2021. INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS. Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres, 2018. Disponível em: < http://www.cbers.inpe.br/ >. Acesso em: 14 de maio de 2021. PLANET LABS. Planet Imagery Product Specifications. in. October, p. 56, 2019. https://www.embrapa.br/satelites-de-monitoramento https://www.agrolink.com.br/downloads/os%20sat%C3%A9lites%20e%20suas%20aplica%C3%A7%C3%B5es.pdf https://www.agrolink.com.br/downloads/os%20sat%C3%A9lites%20e%20suas%20aplica%C3%A7%C3%B5es.pdf http://www.cbers.inpe.br/
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